液化天然氣燃料供氣單元的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了液化天然氣燃料供氣單元，它包括加注系統，通過加氣站進行加注作業；自增壓系統、發動機供氣系統，所述的發動機供氣系統的構成為：開在所述的儲罐液相空間位置殼體上的第二液相出口通過第二連接管路依次連接第三緊急切斷閥、蒸發器、手動截止閥、加熱器、壓力傳感器、溫度傳感器、緩沖罐、第四緊急切斷閥以及發動機進氣系統給發動機供氣，所述的壓力傳感器和溫度傳感器與控制系統相連，裝有安全閥的放散管路一端與所述的緩沖罐和加熱器之間的第二連接管路相連通并且另一端與大氣連通，采用本裝置現蒸發器蒸發量的自動調節，保證了供氣品質。
【專利說明】液化天然氣燃料供氣單元
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及船舶發動機燃料系統，具體涉及新型船舶純氣體或雙燃料發動機的液化天然氣燃料供氣單元。
【背景技術】
[0002]據統計，目前，航運業的CO2排放占全球的2?4%，N0X排放占全球的10?20%，SOx排放占全球的4?8%。可見，航運業已經成為空氣污染物排放的大戶。防治空氣污染驅動著海事界尋求先進的技術來減少船舶排放空氣污染物。根據MARPOL公約附則VI，未來幾年，將在全球航運界逐步實施更加嚴格的NOjP SOx排放要求。
[0003]國際上，已經劃分了多個排放控制區(ECA區)。在國外，歐洲、北美、亞洲等都在致力于推進將LNG作為船用燃料。挪威等國已在LNG動力船的設計、建造、營運和檢驗等方面積累了經驗，至2014年6月底，國外以LNG為燃料的船舶有80余艘，其中大部分在歐洲營運。
[0004]我國將LNG作為船用燃料始于2010年，至2014年6月底，經國家海事局批準建造和改造的船舶已有近30艘(主要為內河船)，另有100余艘船舶正在設計、建造或改造中。LNG與重油價格相當，但LNG更環保。最有前途的方法就是使用LNG作為替代燃料。
[0005]現有的液化天然氣燃料供氣單元主要存在如下的問題:
[0006]在發動機供氣管路上只具有參數顯示及報警等功能，無控制功能，不能根據發動機用氣量進行有效調節控制用氣量以減少氣體的逃逸并保證供氣品質；增壓蒸發器沒有采取冗余設計，水/乙二醇系統動力沒有備用動力，不能確保供氣安全及可靠性。
【發明內容】
[0007]本實用新型的目的在于克服已有技術的不足，提供一種可以控制天然氣逃逸、保證向發動機供氣的供氣品質和供氣安全性的冗余設計的液化天然氣燃料供氣單元。
[0008]本實用新型的液化天然氣燃料供氣單元，它包括:
[0009]加注系統，所述的加注系統包括C型儲罐，在所述的儲罐上氣相空間位置的殼體上開有充裝口和回氣口，所述的充裝口通過裝有液相緊急切斷閥的液相管路與加氣站的液相緊急切斷閥相連通，所述的回氣口通過裝有氣相緊急切斷閥的氣相管路與加氣站氣相緊急切斷閥相連通，通過加氣站進行加注作業；
[0010]自增壓系統，所述的自增壓系統的構成為:開在所述的儲罐液相空間位置殼體上的第一液相出口通過第一連接管路依次連接第一緊急切斷閥、增壓蒸發器、自動調壓閥、第二緊急切斷閥以及儲罐頂部氣相開口；
[0011]發動機供氣系統，所述的發動機供氣系統的構成為:開在所述的儲罐液相空間位置殼體上的第二液相出口通過第二連接管路依次連接第三緊急切斷閥、蒸發器、手動截止閥、加熱器、壓力傳感器、溫度傳感器、緩沖罐、第四緊急切斷閥與以及發動機進氣系統給發動機供氣，所述的壓力傳感器和溫度傳感器與控制系統相連，裝有安全閥的放散管路一端與所述的緩沖罐和加熱器之間的第二連接管路相連通并且另一端與大氣連通；
[0012]裝有第五緊急切斷閥的第三連接管路，所述的第三連接管路一端連接在位于自動調節閥以及第二緊急切斷閥之間的第一連接管路上并且第三連接管路的另一端連接在位于手動截止閥和蒸發器之間的第二連接管路上；
[0013]裝有壓力調節閥的第四連接管路，所述的第四連接管路一端連接在位于自動調節閥以及第二緊急切斷閥之間的第一連接管路上并且第四連接管路的另一端連接至位于第四緊急切斷閥出口處的第二連接管路上。
[0014]采用本實用新型結構的有益效果是:
[0015]1.C型儲罐氣相空間有一路管接至加熱器進口處，當儲罐壓力升高到一定值時，通過該管路直接供氣給加熱器，這樣可盡量減少儲罐安全閥的開啟，從而減少天然氣的無謂排放；蒸發器及加熱器的換熱介質水/乙二醇溶液的流量、溫度等由加熱器之后的供氣管路上的溫度傳感器、壓力傳感器提供信號至控制系統進行自動控制，從而實現蒸發器蒸發量的自動調節，當發動機工況改變而導致供氣需求量降低時，蒸發器蒸發量減小，避免過多的NG從管路安全閥排至大氣，造成浪費及污染；當發動機停車時，蒸發器中的氣體或殘液能回到儲罐內，以免升壓后從安全閥排出造成氣體逃逸。
[0016]2.在保證向發動機供氣的供氣品質方面，蒸發器、加熱器設計使供氣量超過發動機耗氣量要求，同時發動機供氣管路上設有壓力調節閥及回氣管系統，以保證供氣量及供氣壓力穩定，從而保證供氣品質。
[0017]3.在供氣安全性的冗余設計方面，增壓蒸發器具有備用蒸發器的功能，一旦系統的蒸發器失效后，將采用增壓蒸發器作為主蒸發器來保證船舶低速回港；水/乙二醇系統中的加熱介質的輸送設有備用動力，備用動力可為電動或氣動，一旦動力失效，可由備用動力替代。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]附圖是本實用新型的液化天然氣燃料供氣單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型加以詳細說明。
[0020]如附圖所示的本實用新型的液化天然氣燃料供氣單元，它包括:
[0021]加注系統，所述的加注系統包括C型儲罐3，在所述的儲罐上氣相空間位置的殼體上開有充裝口和回氣口，所述的充裝口通過裝有液相緊急切斷閥16的液相管路與加氣站2的液相緊急切斷閥23相連通，所述的回氣口通過裝有氣相緊急切斷閥17的氣相管路與加氣站氣相緊急切斷閥24相連通，通過加氣站進行加注作業；
[0022]自增壓系統，所述的自增壓系統的構成為:開在所述的儲罐3液相空間位置殼體上的第一液相出口通過第一連接管路依次連接第一緊急切斷閥19、增壓蒸發器4、自動調壓閥15、第二緊急切斷閥18以及儲罐3頂部氣相開口。
[0023]發動機供氣系統，所述的發動機供氣系統的構成為:開在所述的儲罐3液相空間位置殼體上的第二液相出口通過第二連接管路依次連接第三緊急切斷閥20、蒸發器5、手動截止閥22、加熱器6、壓力傳感器12、溫度傳感器11、緩沖罐7、第四緊急切斷閥13以及發動機進氣系統給發動機I供氣，所述的壓力傳感器12和溫度傳感器11與控制系統相連，裝有安全閥26的放散管路一端與所述的緩沖罐7和加熱器之間的第二連接管路相連通并且另一端與大氣連通；
[0024]裝有第五緊急切斷閥21的第三連接管路，所述的第三連接管路一端連接在位于自動調節閥15以及第二緊急切斷閥18之間的第一連接管路上并且第三連接管路的另一端連接在位于手動截止閥22和蒸發器之間的第二連接管路上；
[0025]裝有壓力調節閥14的第四連接管路，所述的第四連接管路一端連接在位于自動調節閥15以及第二緊急切斷閥18之間的第一連接管路上并且第四連接管路的另一端連接至位于第四緊急切斷閥13出口處的第二連接管路上；
[0026]優選的所述的儲罐3、增壓蒸發器4、蒸發器5、加熱器6以及緩沖罐7設置在撬箱25內，以實現模塊化安裝，在所述的撬箱25上開有進風口和抽風口，所述的放散管路的另一端通過抽風口安裝在抽風管內，并接至撬箱25外。
[0027]本裝置中的增壓蒸發器4、蒸發器5、加熱器6可以采用水/乙二醇系統10換熱。
[0028]控制空氣接至電磁閥箱9，通過電磁閥箱9給各個緊急切斷閥提供操作的動力。
[0029]本裝置的控制過程如下:
[0030]打開第一緊急切斷閥19，儲罐3內的液化天然氣LNG通過第一連接管路進入增壓蒸發器4，氣化后的天然氣經自動調壓閥15、第二緊急切斷閥18至儲罐3頂部氣相空間，形成自增壓系統，維持儲罐3內的供液壓力，當壓力超過設定值時，自動調壓閥15開始動作，根據壓力自動調節開度，維持儲罐3供液壓力在要求的范圍之內。
[0031]打開第三急切斷閥20，儲罐3內的LNG通過第二連接管路進入蒸發器5，氣化后的天然氣進入加熱器6進行加熱，加熱后的天然氣進入緩沖罐7進行穩壓及汽水分離，當溫度及壓力達到發動機用氣要求時，打開第四急切斷閥13向發動機I供氣。
[0032]當儲罐3壓力超過一定值時，打開第二緊急切斷閥18及第五緊急切斷閥21以及手動截止閥22，儲罐3內的氣體經第三連接管路直接進入加熱器6進行加熱，當儲罐3壓力下降到一定值時，第二緊急切斷閥18、第五緊急切斷閥21以及手動截止閥22關閉。這樣可盡量減少儲罐安全閥的開啟，從而減少天然氣的無謂排放。
[0033]當發動機停車時，蒸發器中的氣體通過第五緊急切斷閥21和第二緊急切斷閥18回至儲罐，殘液通過第三緊急切斷閥20回到儲罐內，以免升壓后從安全閥排出造成氣體逃逸。
[0034]當緩沖罐7的供氣壓力過高時，壓力調節閥14以及第二緊急切斷閥18打開，多余的天然氣經第四連接管路及第二緊急切斷閥18進入儲罐3氣相空間，當緩沖罐7的供氣壓力下降到一定值時，壓力調節閥14關閉。
[0035]蒸發器5、加熱器6的換熱介質水/乙二醇溶液的流量、溫度等由溫度傳感器11、壓力傳感器12給出信號至控制系統8進行自動控制，實現蒸發器蒸發量的自動調節，當發動機工況改變而導致供氣需求量降低時，水/乙二醇溶液的流量減小或溫度降低使得發器蒸發量減小。
[0036]增壓蒸發器4不僅僅是具有傳統的儲罐壓力維持功能，設計時考慮發動機低負荷工況下的用氣量，一旦系統的蒸發器失效后，將采用自增壓蒸發器4作為蒸發器來保證船舶低速回港；水/乙二醇系統10中的加熱介質的輸送設有備用動力，備用動力可為電動或氣動，一旦動力失效，可由備用動力替代。
[0037]本實用新型上述不局限于上述最佳實施方式，任何人在得到本實用新型的啟示下做出的相同或相近的技術方案，這些改進的技術方案均落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.液化天然氣燃料供氣單元，其特征在于它包括: 加注系統，所述的加注系統包括C型儲罐，在所述的儲罐上氣相空間位置的殼體上開有充裝口和回氣口，所述的充裝口通過裝有液相緊急切斷閥的液相管路與加氣站的液相緊急切斷閥相連通，所述的回氣口通過裝有氣相緊急切斷閥的氣相管路與加氣站氣相緊急切斷閥相連通，通過加氣站進行加注作業； 自增壓系統，所述的自增壓系統的構成為:開在所述的儲罐液相空間位置殼體上的第一液相出口通過第一連接管路依次連接第一緊急切斷閥、增壓蒸發器、自動調壓閥、第二緊急切斷閥以及儲罐頂部氣相開口； 發動機供氣系統，所述的發動機供氣系統的構成為:開在所述的儲罐液相空間位置殼體上的第二液相出口通過第二連接管路依次連接第三緊急切斷閥、蒸發器、手動截止閥、加熱器、壓力傳感器、溫度傳感器、緩沖罐、第四緊急切斷閥以及發動機進氣系統給發動機供氣，所述的壓力傳感器和溫度傳感器與控制系統相連，裝有安全閥的放散管路一端與所述的緩沖罐和加熱器之間的第二連接管路相連通并且另一端與大氣連通； 裝有第五緊急切斷閥的第三連接管路，所述的第三連接管路一端連接在位于自動調節閥以及第二緊急切斷閥之間的第一連接管路上并且第三連接管路的另一端連接在位于手動截止閥和蒸發器之間的第二連接管路上； 裝有壓力調節閥的第四連接管路，所述的第四連接管路一端連接在位于自動調節閥以及第二緊急切斷閥之間的第一連接管路上并且第四連接管路的另一端連接至位于第四緊急切斷閥出口處的第二連接管路上。
2.根據權利要求1所述的液化天然氣燃料供氣單元，其特征在于:所述的儲罐、增壓蒸發器、蒸發器、加熱器以及緩沖罐設置在撬箱內，在所述的撬箱上開有進風口和抽風口，所述的放散管路的另一端通過抽風口安裝在抽風管內，并接至撬箱外。
【文檔編號】F02M21/06GK204226056SQ201420679421
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月11日 優先權日:2014年11月11日
【發明者】盛蘇建, 楊波, 陳瑞權, 董家新, 周斌, 王瑛, 鄭坤, 劉玉蘭, 劉明輝, 祝冰峰, 丁昌, 高慧敏 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油能源發展股份有限公司, 湖北迪峰換熱器股份有限公司, 中海油能源發展股份有限公司采油服務分公司